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2013-05-26 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
雖然大多數設計人員深知3D CAD 軟件功能強大,但這些用戶可能也已經體會到,他們必須花費大量時間來學習研究該系統才能發現其內在優點。有許多能讓所有SolidWorks用戶無需學習復雜技巧便可享受 3D CAD 優點的技術,SWIFT 就是其中之一。換句話說,SWIFT能夠減少您在 CAD 工具上耗費的精力,讓您將更多精力用在設計上。
簡介
眾所周知,3D CAD 為機械設計工程師們帶來了驚人的創造力。然而,這種能力的背后是它的復雜性,用戶必須成為專家才能充分利用這種設計潛能和能力。專家級 CAD 用戶了解其 CAD 系統中內含的許多秘密,通常也只有這些用戶才能夠充分利用 3D CAD 的威力。
在所有 CAD 系統中,SolidWorks 首創了“專家”軟件工具集,它不僅實現了基本功能和常見功能的自動化,還能切實解決設計問題,就像是最有經驗的 CAD 專家所做到的那樣。這些工具統稱為 SWIFT(SolidWorks 智能特征技術),其目的是讓用戶不必去了解 3D CAD 軟件是如何工作的,使所有SolidWorks 用戶一入門就成為這方面的專家。正如自動變速器為駕駛新手提供安全保障,GPS 為旅行者導航方向,SolidWorks SWIFT 也為 3D CAD 用戶提供了前所未有的便利。
從一開始,SolidWorks 就特別關注用戶的需求,設法讓他們有更多的時間進行設計,而較少擔心怎樣操作 CAD 系統。無論用戶的專業水平如何,進行 3D 零件和裝配體建模時都多多少少需要一些幫助。基于這一理念,SWIFT 技術應運而生。
3D 的功能及其溝通設計意圖的能力優于 2D,這是一個不爭的事實。利用 3D,用戶可以對所有幾何體建模,而在 2D 中,有時可能無法實現建模。盡管如此,當涉及對零件特征排序時,3D 也會遇到難題,而幾乎所有的 3D CAD 系統都存在這樣的問題。為了幫助用戶,SolidWorks 獨家推出了專家級的 SWIFT功能,成功地處理了3D CAD 領域中最具挑戰性的一些設計操作。
SWIFT 能夠使所有用戶,包括那些剛剛從 2D 轉向 3D 的新手,都能像專家那樣進行設計,而無需精通整個系統的全部功能。為了讓用戶將較少精力花費在設計軟件上,而將更多精力用于創新設計,SolidWorks 想出了諸多方法, SWIFT就是其中之一。
解決 3D CAD 的痼疾
我們所討論的問題就是功能和復雜性之間的矛盾。3D 參數化實體建模的真正威力在于它能夠捕捉設計意圖 — 這是一種非常重要的功能,2D CAD 是做不到的。捕捉設計意圖有助于管理設計中不可避免的變更,確保正確設計單個零件以及裝配體零部件相互套合。而要利用此功能,用戶必須掌握各種各樣的 3D建模命令、細節和專門技巧,并且在所有其他方法失敗時還需掌握應急方法。換句話說,用戶總是無奈地設法處理 CAD 系統自身內在的復雜性。長期以來,這就像為了訪問某個國家或地區而不得不學習那里所用語言的語法規則一樣。
SWIFT 技術的意圖和目的就是為了解決這種功能和復雜性之間的矛盾。軟件系統本身已經開發得很完備,它已經代所有用戶(無論是新手、有一定經驗的用戶還是專家)“掌握了”3D CAD 中大多數最艱難、最費時的功能。使用SWIFT,用戶可以全神貫注于要完成的設計和要實現的設計意圖,而不用將精力浪費在 3D CAD 軟件的操作規則上。SWIFT 包含一系列專家工具(其中有幾項專利尚在申請中),用于診斷和處理特征順序、配合、草圖關系等問題以及其他一些難題和操作。
SWIFT 包含六項功能,可以解決幾乎所有用戶都會遇到的復雜問題,并可幫助用戶發掘 SolidWorks 的全部威力。
用戶失敗時的自動修復功能
首先,我們談談特征順序。在大多數 3D CAD 系統中,用戶是通過構建一系列“特征”來構造零件的。特征被看作是零件的構建塊。它可以是位于零件邊線上的倒角或圓角,也可以是立方體(拉伸的正方形)或圓柱體(拉伸的圓)。以前,為了創建能夠反映其真實意圖的 3D 設計,用戶必須小心處理創建零件特征(如拔模或圓角)的順序。例如,如果一位設計人員制作了一個立方體,然后在所有邊線上生成圓角,他就不能再在立方體直壁上添加拔模角度了。他必須知道如何回退零件歷史,退回到生成圓角之前的情況,然后對壁進行拔模。這是一個非常簡單的示例。您可以想象一下這個問題可能會變得多復雜。比方說,您需要向手機外殼壁添加拔模。傳統的 3D CAD 系統要求用戶必須了解專業技術,比如回退零件模型的歷史和插入特征。通常,新用戶需要苦學數月才能掌握高效工作所需的所有專業技術。
SolidWorks 中的 SWIFT FeatureXpert 改變了這一切。如果用戶嘗試創建一個需要在零件設計過程早期插入的特征(如拔模或圓角),FeatureXpert 會自動判斷需執行哪些操作并將特征重新排序到模型歷史的適當位置。這樣,用戶就可以直接進入下一設計任務,而不必設法為 CAD 系統確定一個應急方案。
FeatureXpert 對那些在生成圓角和拔模時遇到困難的用戶尤其有幫助。通常,對零件生成圓角和進行拔模都是很繁重的工作。許多 CAD 產品都采用試錯法來實現特征的正確分組和排序。但在 SolidWorks 中,如果用戶在圓角或拔模特征方面遇到困難,FeatureXpert 會自動修復這個問題。
FeatureXpert 自動修復圓角
有時,對零件生成圓角時,用戶必須將圓角分解成不同的組。同樣,添加圓角的順序也非常重要。這對于新手和有經驗的用戶來說都是很復雜的。FeatureXpert具有的 FilletXpert 功能可幫助您解決這些問題。
移除了兩個圓角的零件
管理圓角和拔模
除了 FeatureXpert,FilletXpert 和 DraftXpert 也可以幫助用戶管理圓角和拔模。用戶可以同時選擇一個零件上的多個圓角或拔模,然后對其進行更改或移除操作。選中后,圓角和拔模將添加到一個集合列表中,這樣,查看起來更直觀,管理起來也更方便。為了進一步提供幫助,DraftXpert 還包括集成的拔模分析功能。
嘗試將拔模應用到零件時,由于相鄰特征(如圓角)的原因,有時會出現無法創建拔模的情況。(左圖)在這種情況下,您可以激活 FeatureXpert,確定如何對拔模重新排序,從而可以在不移除其他特征的情況下創建拔模。(右圖)
最終拔模的零件,FeatureXpert 將拔模重新排序到圓角之前,該圓角特征限制了拔模特征的創建
繪制剖面時自動解決尺寸沖突
SWIFT 處理草圖的方式與其處理特征的方式類似。在 2D 系統中,繪制的剖面經常會出現過定義或欠定義的情況。無論哪種情況都會在制造零件時導致錯誤。參數化 3D 建模系統向在草圖中創建的直線、圓弧和 2D 形狀添加了重要的尺寸和幾何關系,以便捕捉設計意圖和傳播設計更改。有時,由于用戶添加的尺寸多于定義草圖所需的尺寸,使得他們的草圖過標注。以前,用戶必須停下來,手動解決這些問題,然后才能繼續設計。該過程通常是一個試錯過程,對于復雜的草圖有時需要花費幾分鐘才能解決問題。在設計過程中,時間往往就是這樣耗費掉的。這些是 CAD 系統問題,而不是設計工程問題。
然而,使用 SWIFT SketchXpert,用戶就可以輕松、快捷地解決繪制草圖時遇到的所有沖突。如果某一草圖不能被求解,SketchXpert 會診斷問題并向用戶提供一系列解決方案,用戶可以使用這些解決方案移除多余的尺寸和不必要的關系。使用 SketchXpert,用戶可以快速解決草圖問題。
SketchXpert 不僅能夠顯示草圖尺寸和幾何關系中的沖突,還提供了用于處理和解決這些沖突的解決方案。對 SolidWorks 的新用戶來說,SketchXpert 尤其有用,因為它能使這些用戶在一系列可能的解決方案之間切換,然后他們只需選擇最喜歡的解決方案就可以了。而有經驗的用戶也會發現 SketchXpert 非常有用,因為它節省了解決草圖沖突所耗費的時間。
有經驗的用戶也會發現 SketchXpert 非常有用,因為它節省了解決草圖沖突所耗費的時間。
配合零部件時自動解決裝配體沖突
SolidWorks 還使用 SWIFT 技術來解決配合難題,即,3D 設計中的各種零部件是如何在裝配體中組合的。配合不僅控制零部件的位置,還控制由零部件組成的機械裝置的運動方式 — 既包括單個零部件的運動,也包括整個裝置的運動。配合在定位零部件時,也會限制運動的自由度。添加零件后,用戶通常無法得知哪些零部件配合在一起以及配合的方式。在這種情況下,某一新零部件的新配合有時會造成系統無法解決的沖突。
使用 SWIFT MateXpert,用戶可以輕松了解、解決和排除配合沖突情況。MateXpert 只關注配合沖突涉及的零部件,從而將這些問題分離開。這樣,用戶就能沿著配合鏈來解決配合問題,直至發現不需要的配合。使用 MateXpert,用戶可以從配合功能中獲益,而無需精通 CAD 系統是如何解決沖突的。
MateXpert 提供有問題配合的直觀顯示——用戶可以在圖形窗口中直接修復問題。
MateXpert 可幫助用戶了解配合錯誤和警告,在清楚地指示有問題配合的圖形窗口中,該工具以直觀的方式顯示紅色和黃色的標識。在標識附近會顯示用于解決或刪除配合的圖標,因此您一直看著屏幕就行了。
自動、智能地為您的工程圖標注尺寸
在任何 CAD 系統中,為制造過程應用尺寸都是比較容易的。難點在于,如何確保這些尺寸正確并能提供制造零件所需的足夠信息。以前,CAD系統是根本無法實現此功能的。這一任務通常由那些在尺寸的實際應用方面具有豐富經驗的設計工程師來完成。
但是,SWIFT 改變了這一切。SWIFT DimXpert 可以自動將尺寸應用到 2D 工程圖中的特征上,如通槽、圓角或陣列。用戶在工程圖中選擇幾何體后,DimXpert 會自動將所選幾何體標識為制造特征的一個特定類型(即,圓角、通槽、孔、陣列)并應用正確的尺寸標注方案。DimXpert 還處理尺寸的位置和間距,最大限度地減少了用戶的手動清除操作。
DimXpert 使用 SolidWorks 中的特征識別功能來識別制造特征,如孔、通槽、圓角等。尺寸是根據預定義的標準來應用的,從而可確保為特定類型的特征應用正確的尺寸標注方案。DimXpert 還可以識別特征的多個實例并對它們進行智能分組以及將其標注為陣列。
使用 DimXpert,您可以對零件進行自動尺寸標注。DimXpert 自動識別特征并自動應用預設的尺寸標注方案。特征在零件模型中是如何創建的并不重要。事實上,零件模型可能并沒有什么特征,而 DimXpert 會自動識別零件上的幾何體(如孔、孔陣列、通槽、倒角和圓角),并為其應用適當的尺寸標注方案。
DimXpert 自動識別特征并自動應用預設的尺寸標注方案。DimXpert PropertyManager顯示了選擇基準尺寸標注選項。
DimXpert 自動識別孔陣列(即使這些特征并不是作為陣列創建的)并根據所選的選項生成適當的尺寸標注方案。
SolidWorks 的一位用戶 Tom Cote 在位于 Worcester (MA) 的 Morgan Construction 公司擔任 CAD 經理/設計工程師。該公司為軋鋼設備(需要大量圓角和拔模)制造大型鑄件。運用 SWIFT 技術使 Tom 獲益匪淺。他說,通過在生成圓角和拔模時使用新的 FeatureXpert,他節省了大量時間,而且無需再像以前那樣采用試錯法。圓角和拔模的順序和分組十分關鍵,通常也很難確定,即使對于像 Tom 這樣有經驗的用戶來說也是如此。許多情況下,需要花費大量時間來確定圓角和拔模的適當順序和組序列。使用 SWIFT 的自動化FeatureXpert功能,這些工作對他來說就容易多了。當然,部門中的其他同事也倍感輕松,因為他們再也不需要對鑄造零件手動生成圓角和拔模。
這只是 SolidWorks SWIFT 技術如何幫助用戶解決 3D CAD 功能和復雜性矛盾的示例之一。作為 3D 設計工程技術的一項真正突破,SWIFT 遠不只是實現了常用操作自動化那么簡單。SWIFT 技術幫助設計工程師完成了一些最繁重、最費時并且從某種角度來看無關緊要的工作。剩下的工作就是充分利用 3D CAD的強大功能,而無需進行任何復雜的操作了。
雖然大多數設計人員深知 3D CAD 軟件功能強大,但這些用戶可能也已經體會到,他們必須花費大量時間來學習研究該系統才能發現其內在優點。在SolidWorks 中,有許多能讓所有 SolidWorks 用戶不必學習復雜技巧就能發掘3D CAD 優點的技術,SWIFT 正是其中之一。換句話說,SWIFT 能夠減少您在CAD 工具上耗費的精力,讓您將更多精力用在設計上。
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